Журнал «Оптика атмосферы и океана»

Том 37, номер 12, статья № 1

Невзорова Т.А., Дударёнок А. С., Лаврентьева Н. Н. Расчеты коэффициентов сдвига линий SO₂ давлением CO₂: полоса ν₁+ ν₃. // Оптика атмосферы и океана. 2024. Т. 37. № 12. С. 997–1002. DOI: 10.15372/AOO20241201.
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

Параметры контура спектральных линий SO₂–CO₂ необходимы при исследовании атмосфер планет, в которых диоксид углерода является основным газом (Венера, Марс и некоторые экзопланеты). Представлены рассчитанные при комнатной температуре коэффициенты сдвига линий оксида серы давлением углекислого газа в полосе n₁+ n₃; вращательное квантовое число углового момента J варьируется от 0 до 100, число K_а – от 0 до 20. Расчеты проведены по полуэмпирическому методу, в котором используется корректирующий фактор с подгоночными параметрами, зависящими от вращательных квантовых чисел. Немногочисленные литературные данные хорошо согласуются с полученными значениями.

Ключевые слова:

параметры контура линий, сдвиг линии, оксид серы, углекислый газ

Список литературы:

1. Forget F., Leconte J. Possible climates on terrestrial exoplanets // Philos. Trans. Roy. Soc. A: Math., Phys. Eng. Sci. 2014. V. 372, N 20130084. P. 1–25. DOI: 10.1098/rsta.2013.0084.
2. Zurek R.W., Chicarro A., Allen M.A., Bertaux J.L., Clancy R.T., Daerden F., Formisano V., Garvin J.B., Neukum G., Smith M.D. Assessment of a 2016 mission concept: The search for trace gases in the atmosphere of Mars // Planet Space Sci. 2011. V. 59. P. 284–291. DOI: 10.1016/j.pss.2010.07.007.
3. Krasnopolsky V.A. Spatially-resolved high-resolution spectroscopy of Venus 2. Variations of HDO, OCS, and SO₂ at the cloud tops // Icarus. 2010. V. 209. P. 314–322. DOI: 10.1016/j.icarus.2010.05.008.
4. Korablev O., Montmessin F., Trokhimovskiy A., Fedorova A.A., Shakun A.V., Grigoriev A.V., Moshkin B.E., Ignatiev N.I., Forget F., Lefèvre F., Anufreychik K., Dzuban I., Ivanov Y.S., Kalinnikov Y.K., Kozlova T.O., Kungurov A., Makarov V., Martynovich F., Maslov I., Merzlyakov D., Moiseev P.P., Nikolskiy Y., Patrakeev A., Patsaev D., Santos-Skripko A., Sazonov O., Semena N., Semenov A., Shashkin V., Sidorov A., Stepanov A.V., Stupin I., Timonin D., Titov A.Y., Viktorov A., Zharkov A., Altieri F., Arnold G., Belyaev D.A., Bertaux J.L., Betsis D.S., Duxbury N., Encrenaz T., Fouchet, Gérard, Grassi, Guerlet, Hartogh P., Kasaba Y., Khatuntsev I., Krasnopolsky V.A., Kuzmin R.O., Lellouch E., Lopez-Valverde M.A., Luginin M., Määttänen A., Marcq E., Martin Torres J., Medvedev A.S., Millour E., Olsen K.S., Patel M.R., Quantin-Nataf C., Rodin, Shematovich, Thomas I., Thomas N., Vazquez L., Vincendon M., Wilquet V., Wilson C.F., Zasova L.V., Zelenyi L.M., Zorzano M.P. The Atmospheric Chemistry Suite (ACS) of three spectrometers for the ExoMars 2016 Trace Gas Orbiter // Space Sci. Rev. 2018. V. 214, N 7. P. 1–62. DOI: 10.1007/s11214-017-0437-6.
5. Shaji N. ISRO Venus Orbiter Mission (2019). URL: https: // www.lpi.usra.edu / vexag / meetings / archive / vexag17/presentations/Nigar.pdf (last access: 10.09.2024).
6. Zasova L.V., Gorinov D.A., Eismont N.A., Kovalenko I.D., Abbakumov A.S., Bober S.A. Venera-D: A design of an automatic space station for Venus exploration // Solar Syst. Res. 2019. V. 53, N 7. P. 506–510. DOI: 10.1134/S0038094619070244.
7. Forget F., Leconte J. Possible climates on terrestrial ExoPlanets // Philos. Trans. Roy. Soc. A: Math., Phys. Eng. Sci. 2014. V. 372, N 20130084. DOI: 10.1098/rsta.2013.0084.
8. JWST Transiting Exoplanet Community Early Release Science Team. Identification of carbon dioxide in an ExoPlanet atmosphere // Nature. 2023. V. 614. P. 649–652. DOI: 10.1038/s41586-022-05269-w.
9. Василенко И.А., Науменко О.В., Horneman V.-M. Экспертный список линий поглощения молекулы ³²S¹⁶O₂ в диапазоне 0–4200 см^-¹ // Оптика атмосф. и океана. 2023. Т. 36, № 1. С. 5–11. DOI: 10.15372/AOO20230101; Vasilenko I.A., Naumenko O.V., Horneman V.-M. Expert list of absorption lines of the ³²S¹⁶O₂ molecule in the 0–4200 cm^-¹ spectral region // Atmos. Ocean. Opt. 2023. V. 36, N 3. P. 199–206.
10. Gordon I.E., Rothman L.S., Hill C., Kochanov R.V., Tan Y., Bernath P.F., Birk M., Boudon V., Campargue A., Chance K.V., Drouin B.J., Flaud J.-M., Gamache R.R., Hodges J.T., Jacquemart D., Perevalov V.I., Perrin A., Shine K.P., Smith M.-A.H., Tennyson J., Toon G.C., Tran H., Tyuterev V.G., Barbe A., Császár A.G., Devi V.M., Furtenbache T., Harrison J.J., Hartmann J.-M., Jolly A., Johnson T.J., Karman T., Kleiner I., Kyuberis A.A., Loos J., Lyulin O.M., Massie S.T., Mikhailenko S.N., Moazzen-Ahmadi N., Müller H.S.P., Naumenko O.V., Nikitin A.V., Polyansky O.L., Rey M., Rotger M., Sharpe S.W., Sung K., Starikova E., Tashkun S.A., Vander Auwera J., Wagner G., Wilzewski J., Wcisło P., Yu S., Zak E.J. // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2016. V. 203, P. 3. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2017.06.038.
11. Wilzewski J.S., Gordon I., Kochanov R.V., Hill C., Rothman L.S. H₂, He, and CO₂ line-broadening coefficients, pressure shifts and temperature-dependence exponents for the HITRAN database. Part 1: SO₂, NH₃, HF, HCl, OCS, and C₂H₂ // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2016. V. 168. P. 193–206. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2015.09.003.
12. Gordon I.E., Rothman L.S., Hargreaves R.J., Hashemi R., Karlovets E.V., Skinner F.M., Conway E.K., Hill C., Kochanov R.V., Tan Y., Wcisło P., Finenko A.A., Nelson K., Bernath P.F., Birk M., Boudon V., Campargue A., Chance K.V., Coustenis A., Drouin B.J., Flaud J.-M., Gamache R.R., Hodges J.T., Jacquemart D., Mlawer E.J., Nikitin A.V., Perevalov V.I., Rotger M., Tennyson J., Toon G.C., Tran H., Tyuterev V.G., Adkins E.M., Baker A., Barbe A., Canèw E., Császár A.G., Dudaryonok A., Egorov O., Fleisher A.J., Fleurbaey H., Foltynowicz A., Furtenbacher T., Harrison J.J., Hartmann J.-M., Horneman V.-M., Huang X., Karman T., Karns J., Kassi S., Kleiner I., Kofman V., Kwabia-Tchana F., Lavrentieva N.N., Lee T.J., Long D.A., Lukashevskaya A.A., Lyulin O.M., Makhnev V.Yu., Matt W., Massie S.T., Melosso M., Mikhailenko S.N., Mondelain D., Müller H.S.P., Naumenko O.V., Perrin A., Polyansky O.L., Raddaoui E., Raston P.L., Reed Z.D., Rey M., Richard C., Tóbiás R., Sadiek I., Schwenke D.W., Starikova E., Sung K., Tamassia F., Tashkun S.A., Auwera J.V., Vasilenko I.A., Vigasin A.A., Villanueva G.L., Vispoel B., Wagner G., Yachmenev A., Yurchenko S.N. The HITRAN2020 molecular spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 2022. V. 277, N 1. P. 107949. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2021.107949.
13. Borkov Yu.G., Lyulin O.M., Petrova T.M., Solodov A.M., Solodov A.A, Deichuli V.M., Perevalov V.I. CO₂-broadening and shift coefficients of sulfur dioxide near 4 mm // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 2019. V. 225. P. 119–124. DOI: 10.1016/j.jqsrt.2018.12.030.
14. Carlotti M. Global-fit approach to the analysis of limb-scanning atmospheric measurements // Appl. Opt. 1988. V. 27. P. 3250–3254. DOI: 10.1364/AO.27.003250.
15. Benner D.C., Rinsland C.P., Malathy D.V., Devi V.M., Smith M.A.H., Atkins D. A multispectrum nonlinear least squares fitting technique // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1995. V. 53. P. 705–721. DOI: 10.1016/0022-4073(95)00015-D.
16. Невзорова Т.А., Дударёнок А.С., Лаврентьев Н.А., Лаврентьева Н.Н. Расчет коэффициентов уширения линий оксида серы в перпендикулярной полосе ν₁ + ν₃ давлением углекислого газа при комнатной температуре // Оптика атмосф. и океана. 2023. Т. 36, № 2. С. 81–85. DOI: 10.15372/AOO20230201; Nevzorova T.A., Dudaryonok A.S., Lavrentiev N.A., Lavrentieva N.N. Calculation of broadening coefficients of sulfur dioxide lines by carbon dioxide in the ν₁ + ν₃ A-type band at room temperature // Atmos. Ocean. Opt. 2023. V. 36, N 4. P. 287–292.
17. Nevzorova T.A., Dudaryonok A.S., Lavrentiev N.A., Bykov A.D., Lavrentieva N.N. Coefficients of carbon dioxide pressure-induced line shift of sulfur dioxide at room temperature: The ν₁ + ν₃ band // Russ. J. Phys. Chem. 2024. P. 1–5. DOI: 10.1134/S0036024424700018.
18. Bykov A.D., Lavrentieva N.N., Sinitsa L.N. Semi-empiric approach of the calculation of H₂O and CO₂ line broadening and shifting // Mol. Phys. 2004. V. 102, N 14–15. P. 1653–1658. DOI: 10.1080/00268970410001725765.
19. Anderson P.W. Pressure broadening in the microwave and infrared regions // Phys. Rev. 1949. V. 76. P. 647–661. DOI: 10.1103/PhysRev.76.647.
20. Tsao C.J., Curnutte B. Line-width of pressure-broadened spectral lines // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1961. V. 2. P. 41–91. DOI: 10.1016/0022-4073(62)90013-4.
21. Дударёнок А.С., Лаврентьева Н.Н., Ma Q. Метод средних частот для расчета полуширин линий молекул типа асимметричного волчка // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 8. С. 675–681. DOI: 10.15372/AOO20150801; Dudaryonok A.S., Lavrentieva N.N., Ma Q. The average energy difference method for calculation of line broadening of asymmetric tops // Atmos. Ocean. Opt. 2015. V. 28, N 6. P. 503–509.
22. Радциг А.А., Смирнов Б.М. Справочник по атомной и молекулярной физике М.: Атомиздат, 1980. 280 с.
23. Graham C., Pierrus J., Raab R.E. Measurement of the electric quadrupole moments of CO₂, CO, and N₂ // Mol. Phys. 1989. V. 67, N 4. P. 939–955. DOI: 10.1080/00268978900101551.
24. Lavrentieva N., Osipova A., Sinitsa L., Claveau Ch., Valentin A. Shifting temperature dependence of nitrogen-broadened lines in the ν₂ band of H₂O // Mol. Phys. 2008. V. 106. P. 1261–1266. DOI: 10.1080/00268970802159948.
25. Барб А., Буазза С., Плату Ж.Ж., Быков А.Д., Лаврентьева Н.Н., Синица Л.Н. Сдвиг давлением N₂ и О₂ линий поглощения колебательных полос ν₁ + ν₃, 2ν₁ и 2ν₃ озона // Оптика атмосф. и океана. 1993. Т. 6, № 4. С. 349–359.